WO2020030327A1 - Validieren einer spurführungsinformation einer digitalen karte - Google Patents

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WO2020030327A1
WO2020030327A1 PCT/EP2019/064715 EP2019064715W WO2020030327A1 WO 2020030327 A1 WO2020030327 A1 WO 2020030327A1 EP 2019064715 W EP2019064715 W EP 2019064715W WO 2020030327 A1 WO2020030327 A1 WO 2020030327A1
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WO
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tracking
lane guidance
vehicle
metric
digital map
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PCT/EP2019/064715
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English (en)
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Inventor
Maximilian Harr
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Psa Automobiles Sa
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/28—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network with correlation of data from several navigational instruments
    • G01C21/30—Map- or contour-matching

Definitions

  • the invention relates to a method for validating lane guidance information of a digital map, a device for validating lane guidance information of a digital map and a vehicle with such a device.
  • the object of the invention is to validate in real time the lane guidance of a road stored in a digital map on a road section currently used by a vehicle.
  • a first aspect of the invention relates to a method for validating tracking information of a digital map, comprising the steps:
  • the metric comprising at least one of the following:
  • the deviation between the first lane guidance and the second lane guidance is detected when the metric has a value that increases monotonously over the passage of the road section for a predefined period of time.
  • the digital map has tracking information, that is, the map provides respective tracking information for a plurality of areas on the map, so that a first lane guidance can be extracted from the digital map for the area of interest.
  • a position of the vehicle when driving on a road section is preferably detected by satellite positioning, and in the second step this position is assigned to a coordinate of the digital map.
  • the position of the vehicle that can be assigned to a coordinate of the map is thus detected, and the first lane information associated with the position of the vehicle can be read from the digital map from the coordinate.
  • lane guidance is to be understood in particular to mean information about the number and the location of the lanes on the road section currently being traveled by the vehicle, the location of the lanes naturally having an extent in at least one dimension, and therefore the location of the lanes is preferred as a set of points, as a parameterized curve, as a polynomial model or in another data form. If the lane guidance is determined from the digital map using the known position of the vehicle, this information is briefly referred to as the first lane guidance. If, on the other hand, the lane guidance is determined by means of the sensor unit of the vehicle, this information about the number and the location of the lanes on the road section currently used by the vehicle is briefly referred to as “second lane guidance”. Both the first lane guidance and the second lane guidance are particularly suitable and preferably recorded and ascertained with sufficient accuracy that a driver assistance system is able to carry out automatically performed driving maneuvers such as keeping lanes or changing lanes by means of this respective information.
  • a possible metric is a difference between the kinematic data recorded by the sensor unit when the vehicle follows the second lane guidance and the expected kinematic data when the vehicle follows the first lane guidance;
  • a lateral acceleration of the vehicle or also a vehicle speed together with a steering angle of the vehicle, a yaw angle of the vehicle or also a yaw rate or also a yaw acceleration are preferably used as kinematic data.
  • a difference in location between the first guidance compared to the second guidance is, in particular, the sum of discrete distances between a location of the first guidance and a location of the second guidance.
  • the respective location has a certain extent in at least one dimension and is preferably to be understood as a curve in the mathematical sense.
  • a maximum distance between the first lane guidance and the second lane guidance can be defined as the location difference between the first lane guidance and the second lane guidance.
  • a convolution of the first guidance with the second guidance is to be understood as a convolution in the mathematical sense, the location of the first guidance indicating the first function and the location of the second guidance indicating the second function, with both functions resulting in a third function as a result of the Convolution is determined.
  • a convolution also called convolution, that is to say the resultant superimposition of the first function with a mirrored and shifted version of the second function, in particular a moving average between the functions can be determined.
  • a multiplication of the first guidance by the second guidance is in this sense a multiplication of the above. to understand the first function with the second function.
  • the vehicle can in particular be a car, truck, bus, or a work vehicle.
  • the vehicle receives data about the validity of the lane guidance stored in the digital map for this road section while driving on a road section. No other vehicles are required for this. Furthermore, the result of the detection of a deviation between the first lane guidance and the second lane guidance can be used in almost real time in order to inform a driver assistance system of the vehicle accordingly, in particular if the driver assistance system of the vehicle uses information about the lane guidance of the road section currently being driven on.
  • the sensor unit comprises one of the following elements: camera, lidar, odometry unit, steering angle sensor, angular acceleration sensor, translational acceleration sensor, position angle sensor.
  • the odometry unit is designed in particular to determine a distance traveled by counting the rolled wheel circumference. By deriving this in time, a speed of the vehicle in a respective wheel circumferential direction is also achieved, and by deriving it again an associated acceleration.
  • the position angle sensor is in particular designed to detect a yaw angle of the vehicle.
  • the yaw angle of the vehicle is in particular an angle of the vehicle about a vertical axis of the vehicle, preferably with respect to the north.
  • the first tracking and the second tracking always differ at least somewhat from one another, since they have different sources.
  • small deviations are therefore preferably ignored, and only larger tendencies in the differences from the metric are detected as a real deviation.
  • Possible solutions are the application of a low-pass filter or the application of a limit value to the metric or, preferably, to the respective tracking, as shown in the following embodiments.
  • the first tracking and / or the second tracking are low-pass filtered before comparing the first tracking with the second tracking.
  • the preceding embodiment advantageously prevents, as explained above, smaller measurement inaccuracies such as sensor noise or map inaccuracies leading to a detection of a deviation of the first tracking from the second tracking.
  • the individual metrics are preferably multiplied by a respective weighting and the weighted metrics are added to form a combined metric.
  • the method further comprises the step: updating the digital map if a deviation is found when comparing the first guidance with the second guidance.
  • the method further comprises the step of: configuring a driver assistance system of the vehicle depending on the result of the comparison of the first lane guidance with the second lane guidance.
  • This embodiment advantageously makes it possible for a driver assistance system to receive, in addition to the first lane guidance from the digital map, a second lane guidance determined by the measurement of the sensor unit, and therefore not to perform any erroneous driving maneuvers due to errors in the first lane guidance from the digital map.
  • Another aspect of the invention relates to a device for validating lane guidance information of a digital map, comprising a locating unit that is designed to determine a position of a vehicle when driving on a road section, and has a computing unit that is used to assign the position of the vehicle to a coordinate in the digital map, to determine a first lane guidance from the digital map in an area around the coordinate, to detect a second lane guidance of the road section by a sensor unit of the vehicle, to compare the first lane guidance with that second tracking by means of a metric and for detecting a deviation between the first tracking and the second tracking based on the metric, the metric comprising at least one of the following:
  • Another aspect of the invention relates to a vehicle with a device as described above and below.
  • Fig. 4 shows a comparison of the first tracking with the second tracking
  • FIG. 5 shows a vehicle with a device for validating a tracking information of a digital map according to a further exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a method for validating tracking information of a digital map. The process has the following steps:
  • the second tracking 20 is low-pass filtered before comparing the first tracking 10 with the second tracking 20. A deviation between the first tracking 10 and the second tracking 20 is then detected when the metric exceeds a predefined limit. Then follow the steps:
  • FIG. 2 shows a first lane guidance system 10 determined from a digital map and a second lane guidance system 20 of the road section currently being traveled, which is detected by a sensor unit 3 of the vehicle 1. Furthermore, curve A and curve B each indicate a measure for a lateral acceleration of vehicle 1, correlating with a steering angle of vehicle 1, curve A relating to the second lane guidance 20 and curve B relating to the first lane guidance 10 is related.
  • the Comparing S5 of the first lane guidance system 10 with the second lane guidance system 20 takes place by means of a metric from the folding of the lateral acceleration from the current kinematic data determined by the sensor unit 3 when the second lane guidance system 20 follows the vehicle 1 and by calculation expected kinematic data when the vehicle 1 theoretically follows the first lane guidance system 10. A deviation between the first lane guidance system 10 and the second lane guidance system 20 is then detected when the metric exceeds a predefined limit value.
  • curve C shows a measure of a difference between the first tracking 10 and the second tracking 20.
  • the comparison S5 of the first tracking 10 with the second tracking 20 is carried out by means of a metric based on the difference in location between the first tracking 10 and the second tracking 20; here, again, the second tracking 20 is low-pass filtered before comparing the first tracking 10 with the second tracking 20.
  • a deviation between the first lane guidance system 10 and the second lane guidance system 20 is detected because the metric has a value that increases monotonously for a predefined period of time as the road section is traveled over.
  • FIG. 4 shows a first lane guidance system 10 determined from a digital map and a second lane guidance system 20 of the road section currently being traveled by a sensor unit 3 of the vehicle 1. Furthermore, curve D gives a measure of a curvature d10 of the first tracking 10 and a measure of a curvature d20 of the second tracking 20 and curve E a measure of a difference between the curvature d 10 and the curvature d20.
  • the comparison S5 of the first tracking 10 with the second tracking 20 is carried out by means of a metric from the difference between the curvature d 10 and the curvature d20, the respective curvature of the second tracking 20 being determined from the sensor unit 3. A deviation between the first tracking 10 and the second tracking 20 is detected because the metric exceeds a predefined limit.
  • FIG. 5 shows a vehicle 1 with a device 100 for validating lane guidance information of a digital map, comprising a locating unit 5, which is used to determine a position of a vehicle 1 when driving on a section of road. and has a computing unit which is used to assign the position of the vehicle 1 to a coordinate in the digital map, to determine a first tracking 10 from the digital map in an area around the coordinate, to detect a second tracking 20 of the Road section through a sensor unit 3 of the vehicle 1, for comparing the first guidance system 10 with the second guidance system 20 by means of a metric and for detecting a deviation between the first guidance system 10 and the second guidance system 20 based on the metric, wherein the metric includes at least one of the following:

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Navigation (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Validieren einer Spurführungsinformation einer digitalen Karte, aufweisend die Schritte: - Ermitteln (S1) einer Position eines Fahrzeugs (1) beim Befahren eines Straßenabschnitts, - Zuordnen (S2) der Position des Fahrzeugs (1) zu einer Koordinate in der digitalen Karte, - Ermitteln (S3) einer ersten Spurführung (10) aus der digitalen Karte in einem Bereich um die Koordinate, - Erfassen (S4) einer zweiten Spurführung (20) des Straßenabschnitts durch eine Sensoreinheit (3) des Fahrzeugs (1), - Vergleichen (S5) der ersten Spurführung (10) mit der zweiten Spurführung (20) mittels einer Metrik und Detektieren einer Abweichung zwischen der ersten Spurführung (10) und der zweiten Spurführung (20) auf Grund der Metrik, wobei die Metrik zumindest eines aus den folgenden umfasst: • Eine Faltung der ersten Spurführung (10) mit der zweiten Spurführung (20); • Eine Multiplikation der ersten Spurführung (10) mit der zweiten Spurführung (20) wobei das Detektieren der Abweichung zwischen der ersten Spurführung (10) und der zweiten Spurführung (20) dann erfolgt, wenn die Metrik einen über die Befahrung des Straßenabschnitts monoton steigenden Wert für einen vordefinierten Zeitraum aufweist.

Description

Validieren einer Spurführungsinformation einer digitalen Karte
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Validieren einer Spurführungsinformation einer digitalen Karte, eine Vorrichtung zum Validieren einer Spurführungsinformation einer digitalen Karte sowie ein Fahrzeug mit einer ebensolchen Vorrichtung.
Aufgabe der Erfindung ist es, die in einer digitalen Karte gespeicherte Spurführung ei- ner Straße auf einem von einem Fahrzeug aktuell befahrenen Straßenabschnitt in Echtzeit zu validieren.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhaf- te Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Validieren einer Spurfüh- rungsinformation einer digitalen Karte, aufweisend die Schritte:
- Ermitteln einer Position eines Fahrzeugs beim Befahren eines Straßenabschnitts,
- Zuordnen der Position des Fahrzeugs zu einer Koordinate in der digitalen Karte, - Ermitteln einer ersten Spurführung aus der digitalen Karte in einem Bereich um die
Koordinate,
- Erfassen einer zweiten Spurführung des Straßenabschnitts durch eine Sensoreinheit des Fahrzeugs,
- Vergleichen der ersten Spurführung mit der zweiten Spurführung mittels einer Metrik und Detektieren einer Abweichung zwischen der ersten Spurführung und der zweiten
Spurführung auf Grund der Metrik, wobei die Metrik zumindest eines aus den folgen- den umfasst:
Eine Faltung der ersten Spurführung mit der zweiten Spurführung,
Eine Multiplikation der ersten Spurführung mit der zweiten Spurführung,
wobei das Detektieren der Abweichung zwischen der ersten Spurführung und der zwei- ten Spurführung dann erfolgt, wenn die Metrik einen über die Befahrung des Straßen- abschnitts monoton steigenden Wert für einen vordefinierten Zeitraum aufweist.
Die digitale Karte weist Spurführungsinformationen auf, das heißt, für eine Vielzahl von Gebieten auf der Karte stellt die Karte jeweilige Spurführungsinformationen bereit, so dass für dasjenige Gebiet aus der digitalen Karte, welches von Interesse ist, eine erste Spurführung extrahiert werden kann. So wird im ersten Schritt des Verfahrens eine Po- sition des Fahrzeugs beim Befahren eines Straßenabschnitts bevorzugt durch Satelli- tenortung erfasst und im zweiten Schritt diese Position einer Koordinate der digitalen Karte zugeordnet. Nach diesen Schritten ist also die einer Koordinate der Karte zuord- enbare Position des Fahrzeugs erfasst, und aus der Koordinate kann die zur Position des Fahrzeugs zugehörige erste Spurinformation aus der digitalen Karte ausgelesen werden.
Unter dem Begriff der„Spurführung“ ist insbesondere eine Information über die Anzahl und den Ort der Spuren auf dem aktuell vom Fahrzeug befahrenen Straßenabschnitt zu verstehen, wobei der Ort der Spuren naturgemäß eine Ausdehnung in zumindest einer Dimension hat, und daher der Ort der Spuren bevorzugt als Punktemenge, als parametrierte Kurve, als Polynom modelliert oder in anderer Datenform vorliegt. Wird die Spurführung mittels der bekannten Position des Fahrzeugs aus der digitalen Karte ermittelt, so wird diese Information kurz als die erste Spurführung bezeichnet. Wird da- gegen die Spurführung mittels der Sensoreinheit des Fahrzeugs Karte ermittelt, so wird diese Information über die Anzahl und den Ort der Spuren auf dem aktuell vom Fahr- zeug befahrenen Straßenabschnitt kurz als„zweite Spurführung“ bezeichnet. Sowohl die erste Spurführung als auch die zweite Spurführung sind insbesondere dazu geeig- net und bevorzugt ausreichend genau erfasst und ermittelt, dass mittels dieser jeweili gen Informationen ein Fahrerassistenzsystem zum Ausführen von automatisch durch- geführten Fahrmanövern wie Spurhalten oder Spurwechseln in der Lage ist.
Eine mögliche Metrik ist eine Differenz aus von der Sensoreinheit erfassten kinemati- schen Daten beim Folgen der zweiten Spurführung durch das Fahrzeug und den er- warteten kinematischen Daten beim Folgen der ersten Spurführung durch das Fahr- zeug; als kinematische Daten werden bevorzugt eine Seitenbeschleunigung des Fahr- zeugs oder auch eine Fahrzeuggeschwindigkeit zusammen mit einem Lenkwinkel des Fahrzeugs, ein Gierwinkel des Fahrzeugs oder auch eine Giergeschwindigkeit oder auch eine Gierbeschleunigung verwendet.
Eine Ortsdifferenz zwischen der ersten Spurführung gegenüber der zweiten Spurfüh- rung ist insbesondere die Summe aus diskreten Abständen zwischen einem Ort der ersten Spurführung und einem Ort der zweiten Spurführung. Wie oben ausgeführt, weist der jeweilige Ort in zumindest einer Dimension eine gewisse Ausdehnung auf, und ist bevorzugt als Kurve im mathematischen Sinn zu verstehen. Alternativ dazu kann als Ortsdifferenz zwischen der ersten Spurführung gegenüber der zweiten Spur- führung ein maximaler Abstand zwischen der ersten Spurführung gegenüber der zwei- ten Spurführung definiert werden.
Eine Faltung der ersten Spurführung mit der zweiten Spurführung ist als Faltung im mathematischen Sinne zu verstehen, wobei hierbei der Ort der ersten Spurführung die erste Funktion angibt und der Ort der zweiten Spurführung die zweite Funktion angibt, wobei durch beide Funktionen eine dritte Funktion als Ergebnis der Faltung ermittelt wird. So kann durch Faltung, auch Konvolution genannt, das heißt durch die resultie- rende Überlagerung der ersten Funktion mit einer gespiegelten und verschobenen Version der zweiten Funktion, insbesondere ein gleitender Durchschnitt zwischen den Funktionen ermittelt werden.
Eine Multiplikation der ersten Spurführung mit der zweiten Spurführung ist in diesem Sinne als eine Multiplikation der o.g. ersten Funktion mit der zweiten Funktion zu ver- stehen.
Das Fahrzeug kann insbesondere ein PKW, LKW, Bus, oder ein Arbeitsfahrzeug sein.
Es ist eine vorteilhafte Wirkung der Erfindung, dass das Fahrzeug noch während des Befahrens eines Straßenabschnitts Daten über die Validität der in der digitalen Karte für diesen Straßenabschnitt gespeicherten Spurführung erhält. Weitere Fahrzeuge sind hierfür nicht erforderlich. Ferner ist das Ergebnis des Detektierens einer Abweichung zwischen der ersten Spurführung mit der zweiten Spurführung in nahezu Echtzeit ein- setzbar, um ein Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs entsprechend zu informieren, insbesondere wenn das Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs Informationen über die Spurführung des aktuell befahrenen Straßenabschnitts nutzt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Sensoreinheit eines der fol- genden Elemente: Kamera, Lidar, Odometrieeinheit, Lenkwinkelsensor, Winkelbe- schleunigungssensor, translatorischer Beschleunigungssensor, Lagewinkelsensor. Die Odometrieeinheit ist insbesondere dazu ausgeführt, durch Zählen des abgerollten Radumfangs einen zurückgelegten Weg zu ermitteln. Durch zeitliche Ableitung dessen wird ferner eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs in einer jeweiligen Radumfangsrich- tung erreicht, und durch nochmaliges Ableiten eine dazugehörige Beschleunigung.
Der Lagewinkelsensor ist insbesondere dazu ausgeführt, einen Gierwinkel des Fahr- zeugs zu erfassen. Der Gierwinkel des Fahrzeugs ist insbesondere ein Winkel des Fahrzeugs um eine Hochachse des Fahrzeugs, bevorzugt gegenüber Norden.
Im Allgemeinen unterscheiden sich die erste Spurführung und die zweite Spurführung immer zumindest etwas voneinander, da diese unterschiedliche Quellen aufweisen. Beim Detektieren einer Abweichung zwischen der ersten Spurführung und der zweiten Spurführung auf Grund der Metrik werden daher bevorzugt kleine Abweichungen igno- riert, und nur größere Tendenzen in den Differenzen aus der Metrik als eine echte Ab- weichung detektiert. Mögliche Lösungen sind die Anwendung eines Tiefpassfilters oder auch die Anwendung eines Grenzwertes auf die Metrik bzw. bevorzugt auf die jeweilige Spurführung, wie in den folgenden Ausführungsformen dargestellt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden die erste Spurführung und/oder die zweite Spurführung vor dem Vergleichen der ersten Spurführung mit der zweiten Spurführung tiefpassgefiltert.
Vorteilhaft werden somit Sensorfehler und andere Unsicherheiten durch die Kombinati- on der Metriken leichter ausgeglichen.
Die vorhergehende Ausführungsform verhindert vorteilhaft, dass wie oben erklärt klei- nere Messungenauigkeiten wie Sensorrauschen bzw. Kartenungenauigkeiten zu einer Detektion einer Abweichung der ersten Spurführung von der zweiten Spurführung füh ren.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden mehrere der möglichen Metriken zu einer kombinierten Metrik addiert und anhand der kombinierten Metrik er- folgt das Detektieren der Abweichung zwischen der ersten Spurführung und der zwei- ten Spurführung. Bevorzugt werden hierbei die einzelnen Metriken mit einer jeweiligen Gewichtung mul- tipliziert und die gewichteten Metriken zu einer kombinierten Metrik addiert.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Verfahren weiterhin den Schritt auf: Aktualisieren der digitalen Karte, wenn beim Vergleichen der ersten Spurführung mit der zweiten Spurführung eine Abweichung festgestellt wird.
Vorteilhaft wird dadurch die durch die digitale Karte bereitgestellte zweite Spurführung nahezu in Echtzeit aktualisiert.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Verfahren weiterhin den Schritt auf: Konfigurieren eines Fahrerassistenzsystems des Fahrzeugs abhängig vom Ergebnis des Vergleichens der ersten Spurführung mit der zweiten Spurführung.
Vorteilhaft wird durch diese Ausführungsform ermöglicht, dass ein Fahrerassistenzsys- tem zusätzlich zur ersten Spurführung aus der digitalen Karte eine durch die Messung der Sensoreinheit ermittelte zweite Spurführung erhält, und dadurch wegen Fehler in der ersten Spurführung aus der digitalen Karte keine fehlerhaften Fahrmanöver aus- führt.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Validieren einer Spur- führungsinformation einer digitalen Karte, aufweisend eine Ortungseinheit, die zum Ermitteln einer Position eines Fahrzeugs beim Befahren eines Straßenabschnitts aus- geführt ist, und aufweisend eine Recheneinheit, die zum Zuordnen der Position des Fahrzeugs zu einer Koordinate in der digitalen Karte, zum Ermitteln einer ersten Spur- führung aus der digitalen Karte in einem Bereich um die Koordinate, zum Erfassen ei- ner zweiten Spurführung des Straßenabschnitts durch eine Sensoreinheit des Fahr- zeugs, zum Vergleichen der ersten Spurführung mit der zweiten Spurführung mittels einer Metrik und zum Detektieren einer Abweichung zwischen der ersten Spurführung und der zweiten Spurführung auf Grund der Metrik ausgeführt ist, wobei die Metrik zu- mindest eines aus den folgenden umfasst:
Eine Faltung der ersten Spurführung mit der zweiten Spurführung;
Eine Multiplikation der ersten Spurführung mit der zweiten Spurführung, wobei das Detektieren der Abweichung zwischen der ersten Spurführung und der zwei- ten Spurführung dann erfolgt, wenn die Metrik einen über die Befahrung des Straßen- abschnitts monoton steigenden Wert für einen vordefinierten Zeitraum aufweist. Vorteile und bevorzugte Weiterbildungen der vorgeschlagenen Vorrichtung ergeben sich durch eine analoge und sinngemäße Übertragung der im Zusammenhang mit dem vorgeschlagenen Verfahren vorstehend gemachten Ausführungen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung wie oben und im Folgenden beschrieben.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Be- schreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funkti onsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Verfahren zum Validieren einer Spurführungsinformation einer digitalen
Karte,
Fig. 2 einen Vergleich der ersten Spurführung mit der zweiten Spurführung,
Fig. 3 einen Vergleich der ersten Spurführung mit der zweiten Spurführung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 4 einen Vergleich der ersten Spurführung mit der zweiten Spurführung, und
Fig. 5 ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zum Validieren einer Spurführungsinfor- mation einer digitalen Karte gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich. Fig. 1 zeigt ein Verfahren zum Validieren einer Spurführungsinformation einer digitalen Karte. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
- Ermitteln S1 einer Position eines Fahrzeugs 1 mittels einer Ortungseinheit 5, nämlich einer Satellitenortungseinheit, beim Befahren eines Straßenabschnitts einer Autobahn,
- Zuordnen S2 der Position des Fahrzeugs 1 zu einer Koordinate in der digitalen Karte,
- Ermitteln S3 einer ersten Spurführung 10 aus der digitalen Karte in einem Bereich von fünfhundert Metern in Fahrtrichtung des Fahrzeugs 1 ausgehend von der Koordi- nate,
- Erfassen S4 einer zweiten Spurführung 20 des Straßenabschnitts durch eine Sen- soreinheit 3 des Fahrzeugs 1 , wobei die Sensoreinheit 3 zumindest eine Kameraein- heit und einen Seitenbeschleunigungsmesser umfasst,
- Vergleichen S5 der ersten Spurführung 10 mit der zweiten Spurführung 20 mittels ei- ner kombinierten Metrik und Detektieren einer Abweichung zwischen der ersten Spur- führung 10 und der zweiten Spurführung 20 auf Grund der kombinierten Metrik, wobei zur Ermittlung der kombinierten Metrik die folgenden Metriken addiert werden:
Eine Ortsdifferenz aus der ersten Spurführung 10 und der zweiten Spurführung 20; Eine Differenz aus von der Sensoreinheit 3 erfassten kinematischen Daten beim Fol- gen der zweiten Spurführung 20 durch das Fahrzeug 1 und erwarteten kinematischen Daten beim Folgen der ersten Spurführung 10 durch das Fahrzeug 1 ;
Eine Faltung der ersten Spurführung 10 mit der zweiten Spurführung 20;
Hierbei wird die zweite Spurführung 20 vor dem Vergleichen der ersten Spurführung 10 mit der zweiten Spurführung 20 tiefpassgefiltert. Eine Abweichung zwischen der ersten Spurführung 10 und der zweiten Spurführung 20 wird dann detektiert, wenn die Metrik einen vordefinierten Grenzwert überschreitet. Anschließend erfolgen die Schritte:
- Aktualisieren S6 der digitalen Karte, wenn beim Vergleichen der ersten Spurführung 10 mit der zweiten Spurführung 20 eine Abweichung festgestellt wird, und
- Konfigurieren S7 eines Fahrerassistenzsystems des Fahrzeugs 1 abhängig vom Er- gebnis des Vergleichens der ersten Spurführung 10 mit der zweiten Spurführung 20.
Fig. 2 zeigt eine aus einer digitalen Karte ermittelte erste Spurführung 10 und eine durch eine Sensoreinheit 3 des Fahrzeugs 1 erfasste zweite Spurführung 20 des aktu- ell befahrenen Straßenabschnitts. Ferner geben die Kurve A und die Kurve B jeweils ein Maß für eine Seitenbeschleunigung des Fahrzeugs 1 , korrelierend mit einem Lenkwinkeleinschlag des Fahrzeugs 1 , an, wobei die Kurve A auf die zweite Spurfüh- rung 20 bezogen ist und die Kurve B auf die erste Spurführung 10 bezogen ist. Das Vergleichen S5 der ersten Spurführung 10 mit der zweiten Spurführung 20 erfolgt mit- tels einer Metrik aus der Faltung der Seitenbeschleunigung aus den von der Sen- soreinheit 3 ermittelten aktuellen kinematischen Daten beim Folgen der zweiten Spur- führung 20 durch das Fahrzeug 1 und der durch Berechnung erwarteten kinematischen Daten beim theoretischen Folgen der ersten Spurführung 10 durch das Fahrzeug 1. Eine Abweichung zwischen der ersten Spurführung 10 und der zweiten Spurführung 20 wird dann detektiert, wenn die Metrik einen vordefinierten Grenzwert überschreitet.
Fig. 3 zeigt eine aus einer digitalen Karte ermittelte erste Spurführung 10 und eine durch eine Sensoreinheit 3 des Fahrzeugs 1 erfasste zweite Spurführung 20 des aktu- ell befahrenen Straßenabschnitts. Ferner gibt die Kurve C ein Maß für eine Differenz aus der ersten Spurführung 10 und der zweiten Spurführung 20 an. Das Vergleichen S5 der ersten Spurführung 10 mit der zweiten Spurführung 20 erfolgt mittels einer Met- rik basierend auf der Ortsdifferenz aus der ersten Spurführung 10 und der zweiten Spurführung 20; hierbei wird wiederum die zweite Spurführung 20 vor dem Vergleichen der ersten Spurführung 10 mit der zweiten Spurführung 20 tiefpassgefiltert. Eine Ab- weichung zwischen der ersten Spurführung 10 und der zweiten Spurführung 20 wird detektiert, da die Metrik einen über die Befahrung des Straßenabschnitts monoton steigenden Wert für einen vordefinierten Zeitraum aufweist.
Fig. 4 zeigt eine aus einer digitalen Karte ermittelte erste Spurführung 10 und eine durch eine Sensoreinheit 3 des Fahrzeugs 1 erfasste zweite Spurführung 20 des aktu- ell befahrenen Straßenabschnitts. Ferner geben die Kurve D ein Maß für eine Krüm- mung d10 der ersten Spurführung 10 und ein Maß für eine Krümmung d20 der zweiten Spurführung 20 und die Kurve E ein Maß für eine Differenz der Krümmung d 10 und der Krümmung d20 an. Das Vergleichen S5 der ersten Spurführung 10 mit der zweiten Spurführung 20 erfolgt mittels einer Metrik aus der Differenz der Krümmung d 10 und der Krümmung d20, wobei die jeweilige Krümmung der zweiten Spurführung 20 aus der Sensoreinheit 3 ermittelt wird. Eine Abweichung zwischen der ersten Spurführung 10 und der zweiten Spurführung 20 wird detektiert, da die Metrik einen vordefinierten Grenzwert überschreitet.
Fig. 5 zeigt ein Fahrzeug 1 mit einer Vorrichtung 100 zum Validieren einer Spurfüh- rungsinformation einer digitalen Karte, aufweisend eine Ortungseinheit 5, die zum Er- mitteln einer Position eines Fahrzeugs 1 beim Befahren eines Straßenabschnitts aus- geführt ist, und aufweisend eine Recheneinheit, die zum Zuordnen der Position des Fahrzeugs 1 zu einer Koordinate in der digitalen Karte, zum Ermitteln einer ersten Spurführung 10 aus der digitalen Karte in einem Bereich um die Koordinate, zum Er- fassen einer zweiten Spurführung 20 des Straßenabschnitts durch eine Sensoreinheit 3 des Fahrzeugs 1 , zum Vergleichen der ersten Spurführung 10 mit der zweiten Spur- führung 20 mittels einer Metrik und zum Detektieren einer Abweichung zwischen der ersten Spurführung 10 und der zweiten Spurführung 20 auf Grund der Metrik ausge- führt ist, wobei die Metrik zumindest eines aus den folgenden umfasst:
Eine Ortsdifferenz aus der ersten Spurführung 10 und der zweiten Spurführung 20; Eine Differenz aus von der Sensoreinheit 3 erfassten kinematischen Daten beim Fol- gen der zweiten Spurführung 20 durch das Fahrzeug 1 und erwarteten kinematischen Daten beim Folgen der ersten Spurführung 10 durch das Fahrzeug 1 ;
Eine Faltung der ersten Spurführung 10 mit der zweiten Spurführung 20;
Eine Multiplikation der ersten Spurführung 10 mit der zweiten Spurführung 20.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge- schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Viel- zahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft ge- nannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorherge- hende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die bei- spielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen, beispielsweise hinsicht lich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungs- form genannter Elemente, vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehende Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird. Bezugszeichenliste
1 Fahrzeug
3 Sensoreinheit
5 Ortungseinheit
10 erste Spurführung
20 zweite Spurführung
100 Vorrichtung
51 Ermitteln
52 Zuordnen
53 Ermitteln
S4 Erfassen
55 Vergleichen und Detektieren
56 Aktualisieren
57 Konfigurieren

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Validieren einer Spurführungsinformation einer digitalen Karte, aufweisend die Schritte:
- Ermitteln (S1 ) einer Position eines Fahrzeugs (1 ) beim Befahren eines Stra- ßenabschnitts,
- Zuordnen (S2) der Position des Fahrzeugs (1 ) zu einer Koordinate in der digita- len Karte,
- Ermitteln (S3) einer ersten Spurführung (10) aus der digitalen Karte in einem
Bereich um die Koordinate,
- Erfassen (S4) einer zweiten Spurführung (20) des Straßenabschnitts durch eine Sensoreinheit (3) des Fahrzeugs (1 ),
- Vergleichen (S5) der ersten Spurführung (10) mit der zweiten Spurführung (20) mittels einer Metrik und Detektieren einer Abweichung zwischen der ersten Spur- führung (10) und der zweiten Spurführung (20) auf Grund der Metrik, wobei die Metrik zumindest eines aus den folgenden umfasst:
Eine Faltung der ersten Spurführung (10) mit der zweiten Spurführung (20), Eine Multiplikation der ersten Spurführung (10) mit der zweiten Spurführung (20),
wobei das Detektieren der Abweichung zwischen der ersten Spurführung (10) und der zweiten Spurführung (20) dann erfolgt, wenn die Metrik einen über die Befahrung des Straßenabschnitts monoton steigenden Wert für einen vordefinier- ten Zeitraum aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
wobei die Sensoreinheit (3) eines der folgenden umfasst: Kamera, Lidar, Odo- metrieeinheit, Lenkwinkelsensor, Winkelbeschleunigungssensor, translatorischer Beschleunigungssensor, Lagewinkelsensor.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die erste Spurführung (10) und/oder die zweite Spurführung (20) vor dem
Vergleichen der ersten Spurführung (10) mit der zweiten Spurführung (20) tief- passgefiltert werden. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei mehrere der Metriken zu einer kombinierten Metrik kombiniert werden und anhand der kombinierten Metrik das Detektieren der Abweichung zwischen der ersten Spurführung (10) und der zweiten Spurführung (20) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
weiterhin aufweisend den Schritt:
- Aktualisieren (S6) der digitalen Karte, wenn beim Vergleichen der ersten Spur- führung (10) mit der zweiten Spurführung (20) eine Abweichung festgestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
weiterhin aufweisend den Schritt:
- Konfigurieren (S7) eines Fahrerassistenzsystems des Fahrzeugs (1 ) abhängig vom Ergebnis des Vergleichens der ersten Spurführung (10) mit der zweiten Spurführung (20).
Vorrichtung (100) zum Validieren einer Spurführungsinformation einer digitalen Karte, aufweisend eine Ortungseinheit (5), die zum Ermitteln einer Position eines Fahrzeugs (1 ) beim Befahren eines Straßenabschnitts ausgeführt ist, und auf- weisend eine Recheneinheit, die zum Zuordnen der Position des Fahrzeugs (1 ) zu einer Koordinate in der digitalen Karte, zum Ermitteln einer ersten Spurfüh- rung (10) aus der digitalen Karte in einem Bereich um die Koordinate, zum Erfas- sen einer zweiten Spurführung (20) des Straßenabschnitts durch eine Sen- soreinheit (3) des Fahrzeugs (1 ), zum Vergleichen der ersten Spurführung (10) mit der zweiten Spurführung (20) mittels einer Metrik und zum Detektieren einer Abweichung zwischen der ersten Spurführung (10) und der zweiten Spurführung (20) auf Grund der Metrik ausgeführt ist, wobei die Metrik zumindest eines aus den folgenden umfasst:
Eine Faltung der ersten Spurführung (10) mit der zweiten Spurführung (20), Eine Multiplikation der ersten Spurführung (10) mit der zweiten Spurführung
(20),
wobei das Detektieren der Abweichung zwischen der ersten Spurführung (10) und der zweiten Spurführung (20) durch die Recheneinheit dann erfolgt, wenn die Metrik einen über die Befahrung des Straßenabschnitts monoton steigenden Wert für einen vordefinierten Zeitraum aufweist.
8. Fahrzeug (1 ) mit einer Vorrichtung (100) nach Anspruch 7.
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